C进阶—动态内存管理
动态内存分配的原因
常见的内存开辟方式：
int a = 10;//在栈空间上开辟4个字节
char arr[10] = {0};//在栈空间上开辟连续的10个字节
上述开辟的空间问题：
1.空间开辟大小是固定的。
2. 数组在申明的时候，必须指定数组的长度，它所需要的内存在编译时分配
但有时需要程序运行时才知道空间大小，所以需要动态内存开辟
动态内存函数
malloc
void* malloc (size_t size);
该函数向内存申请一块连续可用的空间，并返回指向这块空间的指针
- 如果开辟成功，则返回一个指向开辟好空间的指针
- 如果开辟失败，则返回一个NULL指针，因此malloc的返回值一定要做检查
- 返回值的类型是 void*，所以malloc函数并不知道开辟空间的类型，具体在使用的时使用者自己来决定
- 如果参数 size 为0，malloc的行为是标准是未定义的，取决于编译器
free
void free (void* ptr);
free函数用来释放动态开辟的内存
- 如果参数 ptr 指向的空间不是动态开辟的，那free函数的行为是未定义的
- 如果参数 ptr是NULL指针，则函数什么事都不做
calloc
void* calloc (size_t num, size_t size);
- 函数的功能是为 num 个大小为 size 的元素开辟一块空间，并且把空间的每个字节初始化为0
- 与函数 malloc的区别只在于 calloc会在返回地址之前把申请的空间的每个字节初始化为全0
realloc
void* realloc (void* ptr, size_t size);
realloc函数就可以做到对动态开辟内存大小的调整，size的大小是总的大小，比如已经用malloc开辟了40个字节的空间，size=60，就是开辟40+20个字节的空间
- ptr是要调整的内存地址
- size 调整之后新大小
- 返回值为调整之后的内存起始位置
- 函数调整原内存空间大小的基础上，还会将原来内存中的数据移动到新的空间
- realloc在调整内存空间的是存在两种情况：
- 情况1：原有空间之后有足够大的空间
- 情况2：原有空间之后没有足够大的空间
情况1：
当是情况1 的时候，要扩展内存就直接原有内存之后直接追加空间，原来空间的数据不发生变化
情况2：
当是情况2 的时候，原有空间之后没有足够多的空间时，扩展的方法是：在堆空间上另找一个合适大小的连续空间来使用。这样函数返回的是一个新的内存地址
C/C++内存开辟
C/C++程序内存分配的几个区域：
- 1.栈区(stack):在执行函数时，函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建，函数执行结束时这些存储单元自动被释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集中，效率很高，但是分配的内存容量有限。栈区主要存放运行函数而分配的局部变量、函数参数、返回数据、返回地址等
- 2.堆区(heap):一般由程序员分配释放，若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收，分配方式类似于链表
- 3.数据段(静态区)(static)存放全局变量、静态数据。程序结束后由系统释放
- 4.代码段:存放函数体(类成员函数和全局函数)的二进制代码。
柔性数组
柔性数组（flexible array）：C99 中，结构中的最后一个元素允许是未知大小的数组，这就叫做『柔性数组』成员
typedef struct st_type
{
int i;
int a[0];//柔性数组成员
}type_a;
柔性数组特点
- 结构中的柔性数组成员前面必须至少一个其他成员
- sizeof 返回的这种结构大小不包括柔性数组的内存
- 包含柔性数组成员的结构用malloc(0函数进行内存的动态分配，并且分配的内存应该大于结构的大小，以适应柔性数组的预期大小
柔性数组好处
- 方便内存释放
- 有利于访问提升速度
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
struct S
{
int n;
int arr[0];//柔性数组
};
int main()
{
printf("%d\n", sizeof(struct S));//4
struct S* s = (struct S*)malloc(sizeof(struct S) + 40);//4+40
if (s == NULL)
{
perror("s");
return 1;
}
s->n = 100;
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
s->arr[i] = i;
}
//扩容
struct S* ptr = (struct S*)realloc(s, sizeof(struct S) + 40 + 20);
if (ptr == NULL)
{
perror("ptr");
return 1;
}
s = ptr;
s->n = 15;
printf("%d\n", s->n);
for (i = 0; i < 15; i++)
{
printf("%d ", s->arr[i]);
}
//释放
free(s);
s = NULL;
return 0;
}
原文地址：https://blog.csdn.net/ygy555/article/details/140659188
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